NARIZ ELECTRÓNICA DE ALTA FRECUENCIA DE SENSADO Y PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR LA COMPOSICIÓN CUANTITATIVA Y CUALITATIVA DE UN GAS O MEZCLA DE GASES MEDIANTE LA MISMA.
Nariz electrónica de alta frecuencia de sensado y procedimiento para determinar la composición cuantitativa y cualitativa de un gas o mezcla de gases mediante la misma.
La presente invención se refiere a una nariz electrónica que comprende un conjunto de bloques redundantes de sensores de gas que se alternan en la aspiración del aire a oler, de tal manera que mientras un bloque de sensores realiza la medición, los otros aspiran aire limpio con objeto de recuperar la sensibilidad olfativa, y así poder realizar medidas rápidas. Cada bloque se aloja en una cámara distinta y comprende un conjunto de sensores sensibles a diversas sustancias volátiles, con lo que, además de concentraciones, se puede reconocer una gran variedad de olores. La presente invención también se refiere a un procedimiento para determinar la composición cuantitativa y cualitativa de un gas o mezcla de gases mediante la utilización de dicha nariz electrónica.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201001341.
Solicitante: UNIVERSIDAD DE MALAGA.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: GARCIA VACAS,FRANCISCO, GONZALEZ JIMENEZ,JAVIER, BLANCO CLARACO,JOSE LUIS, GONZÁLEZ MONROY,Javier.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- G01N33/00 FISICA. › G01 METROLOGIA; ENSAYOS. › G01N INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION DE SUS PROPIEDADES QUIMICAS O FISICAS (procedimientos de medida, de investigación o de análisis diferentes de los ensayos inmunológicos, en los que intervienen enzimas o microorganismos C12M, C12Q). › Investigación o análisis de materiales por métodos específicos no cubiertos por los grupos G01N 1/00 - G01N 31/00.
Fragmento de la descripción:
Nariz electrónica de alta frecuencia de sensado y procedimiento para determinar la composición cuantitativa y cualitativa de un gas o mezcla de gases mediante la misma.
Sector de la técnica
La presente invención se refiere a una nariz electrónica que comprende un conjunto de bloques redundantes de sensores de gas que se alternan en la aspiración del aire a oler, de tal manera que mientras un bloque de sensores realiza la medición, los otros aspiran aire limpio con objeto de recuperar la sensibilidad olfativa, y así poder realizar medidas rápidas. Cada bloque se aloja en una cámara distinta y comprende un conjunto de sensores sensibles a diversas sustancias volátiles, con lo que, además de concentraciones, se puede reconocer una gran variedad de olores. La presente invención también se refiere a un procedimiento para determinar la composición cuantitativa y cualitativa de un gas o mezcla de gases mediante la utilización de dicha nariz electrónica.
Estado de la técnica
Una "nariz electrónica" es un instrumento que puede oler, es decir, es capaz de realizar análisis cualitativos y cuantitativos de una mezcla de gases, vapores y olores. Una "nariz electrónica" es, por tanto, un instrumento de olfato artificial que permite distinguir y reconocer diferentes gases, así como sus concentraciones, basando su funcionamiento en sensores de gas.
Dentro de la gran variedad de sensores de gas, los sensores de tipo metal-óxido-semiconductor (MOS) son muy usados por su precio asequible y su alta sensibilidad; no obstante, presentan ciertas limitaciones como el lento ciclo de respuesta a un estímulo o la poca selectividad.
Soluciones a algunos de estos problemas han sido planteadas en la literatura científica en los últimos años. Para el caso de la baja selectividad de los sensores de tipo MOS la solución principal se ha basado en el uso de arrays de sensores, de forma que ante la presencia de un gas o mezcla de gases se obtiene una huella de olor característica. Existen diversas patentes que tratan de narices electrónicas basadas en arrays de sensores para la clasificación de gases (US20060191319A1, US006680206B1).
No obstante, el lento ciclo de respuesta de los sensores de tipo MOS sigue siendo uno de los principales inconvenientes de las narices electrónicas basadas en este tipo de sensores. Así, tras realizar una medición, el sensor de tipo MOS requiere de un largo tiempo de recuperación, del orden de decenas de segundo, hasta alcanzar su estado de reposo. Esta circunstancia impide su uso en aplicaciones donde se requiere de un ciclo rápido de lecturas, por ejemplo en cadenas de producción donde la cadencia de inspección de productos debe ser alta. Otro caso de interés es cuando la nariz electrónica se monta en un vehículo (guiado manualmente, teleoperado o autónomo; esto es, un robot móvil) que debe realizar mediciones a lo largo de su recorrido. Una nariz electrónica convencional obliga a que la velocidad de movimiento del vehículo sea muy lenta, con la consiguiente pérdida de eficiencia. La presente invención propone una solución para este problema.
Descripción detallada de la invención
La nariz electrónica propuesta en esta invención ha sido concebida para resolver la problemática anteriormente expuesta, de manera que pudiendo ser configurada con diferentes tipos de sensores de gas, cada uno especialmente sensible a un determinado tipo de gas, permite tomar medidas de forma continuada sin necesidad de esperar a la recuperación de los sensores, lo cual incrementa la velocidad en la toma de las medidas.
La nariz electrónica propuesta está compuesta por varios bloques redundantes de N sensores de gas dispuestos en una pequeña cámara, diseñada para conseguir un reparto homogéneo del aire entrante. Cada uno de esos bloques de sensores acoge los mismos N sensores, de forma que cada bloque es idéntico al resto.
El sistema comprende un circuito neumático que, mediante bombas de aire, permite la impulsión de aire limpio y del gas a medir. También cuenta con un conjunto de electroválvulas que inyectan, de forma alternada a cada uno de los M bloques de sensores que componen la nariz, el aire limpio y el aire con el volátil a medir (que denominamos contaminado). El conjunto de válvulas es controlado mediante un sistema electrónico (sistema electrónico de captación de señal y alimentación) que, de una manera cíclica, hace que en cada instante de tiempo tan sólo uno de los bloques de sensores esté expuesto al aire contaminado, mientras que el resto de bloques está siendo expuesto a una corriente de aire limpio, acelerando el proceso de recuperación del los sensores de gas.
Para alcanzar frecuencias de lectura altas es importante también que las dimensiones de las cámaras o cavidades que contienen los sensores de gas sean pequeñas, para así disminuir en lo posible los retardos en la conmutación entre aire limpio y aire contaminado, y viceversa.
Descripción de los dibujos
Para complementar la descripción de un ejemplo de realización preferida, y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se incluye una serie de dibujos en donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se representa lo siguiente:
La figura 1 muestra una representación en bloques funcionales de las diferentes partes que componen la nariz electrónica de la invención, así como su interconexión.
La figura 2 muestra una vista perspectiva del anverso de una implementación basada en cuatro bloques de sensores (cámaras de medida) con ocho sensores cada uno (N=8):
La figura 3 muestra una vista perspectiva frontal de una implementación basada en cuatro bloques de sensores con ocho sensores cada bloque:
La figura 4 muestra, finalmente, un corte transversal de la sección en la que se ve la estructura interior de una cámara de medida.
Modos de realización de la invención
En la figura 1 puede observarse el conjunto de bloques funcionales de que consta la nariz electrónica objeto de la invención. En una realización preferida, el dispositivo comprende dos bombas de aire que inyectan aire limpio y aire contaminado, respectivamente, a los bloques de sensores de gas, preferentemente sensores de tipo MOS. La fuente de aire limpio puede ser una bombona de aire limpio comprimido, una entrada de aire con un filtro purificador de gases (por ejemplo, de...
Reivindicaciones:
1. Nariz electrónica de alta frecuencia de sensado caracterizada porque comprende:
2. Nariz electrónica de alta frecuencia de sensado según la reivindicación anterior caracterizada porque cada bloque de sensores de gas se ubica en una cámara distinta, presentando cada cámara una estructura cónica interior que distribuye homogéneamente hacia los sensores el aire, gas o mezcla de gases entrante.
3. Nariz electrónica de alta frecuencia de sensado según la reivindicación anterior caracterizada porque los bloques de sensores de gas, iguales entre sí, operan alternativamente y comprenden, cada uno de ellos, un conjunto de sensores de gas.
4. Nariz electrónica de alta frecuencia de sensado según la reivindicación anterior caracterizada porque los sensores de gas son de tipo MOS (metal-óxido-semiconductor).
5. Nariz electrónica de alta frecuencia de sensado según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque el circuito neumático comprende bombas de aire para la impulsión del aire, gas o mezcla de gases entrante; y electroválvulas para la inyección en los bloques de sensores de dicho aire, gas o mezcla de gases.
6. Nariz electrónica de alta frecuencia de sensado según la reivindicación anterior caracterizada porque el circuito neumático comprende dos bombas de aire que, respectivamente, impulsan aire limpio y gas (o mezcla de gases) hacia los bloques de sensores, donde son inyectados mediante las electroválvulas, comprendiendo el dispositivo una electroválvula por bloque de sensores.
7. Nariz electrónica de alta frecuencia de sensado según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque el sistema electrónico de captación de señal y alimentación controla la actividad de las electroválvulas de forma que, de una manera cíclica, en cada instante de tiempo tan sólo uno de los bloques de sensores esté expuesto al gas o mezcla de gases cuya composición se desea determinar.
8. Procedimiento para determinar la composición cuantitativa y cualitativa de un gas o mezcla de gases mediante una nariz electrónica conforme a las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque comprende los pasos de:
9. Programa de ordenador que comprende instrucciones del programa para hacer que un ordenador lleve a la práctica el procedimiento según la reivindicación anterior.
10. Programa de ordenador según la reivindicación anterior, incorporado en medios de almacenamiento.
11. Programa de ordenador según la reivindicación 9, soportado en una señal portadora.
Patentes similares o relacionadas:
Sistema y método de detección de heterodinos, del 29 de Julio de 2020, de ITI SCOTLAND LIMITED: Un sistema de detección activa de heterodinos que comprende:
una fuente de láser continuamente sintonizable configurada para emitir radiación infrarroja;
[…]
Procedimiento y sistema de monitorización para monitorizar el aturdimiento por gas de las aves, del 22 de Julio de 2020, de LINCO FOOD SYSTEMS A/S: Un procedimiento de monitorización del aturdimiento por gas de las aves, en el que son transportados grupos de aves dentro y fuera de una zona de aturdimiento , y en el […]
Composición de biomasa de microalgas ricas en proteínas de calidad sensorial optimizada, del 15 de Julio de 2020, de Corbion Biotech, Inc: Método para determinar la calidad organoléptica de una composición de biomasa de microalgas rica en proteínas que comprende como mínimo 50% de proteínas en peso seco […]
Método para clasificar semillas, del 29 de Abril de 2020, de KWS SAAT SE & Co. KGaA: Un método para caracterizar las estructuras morfológicas de las semillas de remolacha azucarera utilizando la espectroscopía de dominio de tiempo […]
Compuestos de polimetina y su uso como marcadores fluorescentes, del 19 de Febrero de 2020, de ILLUMINA CAMBRIDGE LIMITED: Un compuesto de la fórmula (I) o formas mesoméricas del mismo: **(Ver fórmula)** en donde mCat+ o mAn- es un contraión cargado positivamente/negativamente […]
Ratas deficientes en fumarilacetoacetato hidrolasa (FAH) e inmunodeficientes y usos de las mismas, del 12 de Febrero de 2020, de Yecuris Corporation: Una rata genéticamente modificada deficiente en Fah cuyo genoma es homocigótico para una interrupción en el gen Fah de tal manera que la interrupción […]
Dispositivo para la realización de ensayos de flexión en muestras en forma de placa o barra, del 5 de Febrero de 2020, de FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FORDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG E.V.: Dispositivo para la realización de ensayos de flexión en muestras en forma de placa o barra , en el que están dispuestos dos accionamientos de giro […]
KIT Y MÉTODOS PARA EVALUAR LAS PROPIEDADES ADSORBENTES DE LA SUPERFICIE DE UN MATERIAL, del 5 de Diciembre de 2019, de UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA: La presente invención se refiere a un kit y un método para evaluar el componente electrostático de la superficie de un material de interés mediante […]